SPATIO-TEMPORAL IMAGE CORRELATION (STIC): NOVA TÉCNICA
PARA AVALIAÇÃO DO CORAÇÃO FETAL*
Edward Araujo Júnior1
, Sebastião Marques Zanforlin Filho2
, Cláudio Rodrigues Pires2 , Hélio Antônio Guimarães Filho3
, Luciano Marcondes Machado Nardozza4
, Antonio Fernandes Moron5
As malformações cardíacas são as mais freqüentes anomalias congênitas ao nascimento, entretanto, a sua detecção pré-natal pela ultra-sonografia convencional permanece baixa. As ultra-sonografias de terceira e quarta dimensões surgiram no início da década de 90, apresentando grandes aplicações em obstetrícia, principalmente nos casos de diagnósticos duvidosos à ultra-sonografia bidimensional. O spatio-temporal image correlation (STIC) representa grande avanço na área de ultra-som de quarta dimensão; constitui-se em um software acoplado ao aparelho Voluson 730 Expert, que permite a aquisição volumétrica do coração fetal e suas conexões vasculares. As análises volumétricas são realizadas nos modos multiplanar e de renderiza-ção, podendo-se também utilizar o Doppler. Apresenta, como grandes vantagens, a aquisição rápida e a possibilidade de análise posterior por especialistas em ecocardiografia fetal. Pode ser aplicada para a pesquisa de quaisquer cardiopatias congênitas, pois permite a aquisição de qualquer plano, diferentemente do ultra-som bidimensional. Sua principal desvantagem está relacionada aos movimentos fetais. A maior difusão do método pode permitir um aumento na detecção de malformações cardíacas, pois possibilita ao ultra-sono-grafista geral encaminhar, via Internet, os volumes para a análise por especialistas em ecocardiografia fetal. Unitermos: Doença cardíaca fetal; Diagnóstico pré-natal; STIC.
Spatio-temporal image correlation (STIC): a new technique for fetal heart evaluation.
Although congenital heart defect is the most frequent anomaly in newborns, its antenatal detection rate through conventional ultrasound remains low. 3D and 4D ultrasound technology was developed early in the nineties, bringing great benefits in obstetrics, especially in cases of dubious diagnosis at 2D ultrasound. The spatio-temporal image correlation (STIC) is a significant development in the field of 4D ultrasound. A software coupled with a Voluson 730 Expert equipment allows a volumetric acquisition of the fetal heart and its vascular con-nections. Volumetric analyses are performed in multiplanar and surface rendering modes or, alternatively in association with color Doppler. Major advantages are fast images acquisition and the possibility of a later analysis by fetal echocardiography specialists. Differently from 2D ultrasound, this technique may be ap-plied for evaluating any congenital cardiopathy because of the increased number of frames acquired from a specific anatomical region. Main disadvantage is related to the necessity of fetal immobility. The higher dif-fusion of this method may improve prenatal detection of heart malformations since volumes data captured by a sonographer may be sent through the Internet for analysis by fetal echocardiography specialists. Keywords: Congenital heart defect; Prenatal diagnosis; STIC.
Resumo
Abstract
* Trabalho realizado no Centro de Treinamento em Ultra-so-nografia de São Paulo (Cetrus) e no Setor de Ultra-soUltra-so-nografia Tridimensional do Departamento de Obstetrícia da Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP.
1. Pós-graduando (Doutorado) e Mestre pelo Departamento de Obstetrícia da Universidade Federal de São Paulo.
2. Professores e Diretores do Centro de Treinamento em Ul-tra-sonografia de São Paulo (Cetrus).
3. Mestre pelo Departamento de Obstetrícia da Universidade Federal de São Paulo.
4. Professor Adjunto do Departamento de Obstetrícia da Uni-versidade Federal de São Paulo.
5. Professor Titular do Departamento de Obstetrícia da Uni-versidade Federal de São Paulo.
Endereço para correspondência: Dr. Edward Araujo Júnior. Rua Antonio Borba, 192, ap. 43, Alto de Pinheiros. São Paulo, SP, 05451-070. E-mail: araujojred@terra.com.br
Recebido para publicação em 22/9/2005. Aceito, após revi-são, em 31/3/2006.
cia que varia de 4 para 11 em 1.000 nasci-dos vivos. Metade nasci-dos casos é considerada defeitos maiores, que são responsáveis por aproximadamente 20% das mortes no pe-ríodo neonatal e mais de 50% das mortes na primeira infância(1). O diagnóstico
pré-natal pode melhorar o resultado neopré-natal em algumas formas de DCC(2).
A ultra-sonografia bidimensional é a técnica de escolha para o diagnóstico pré-natal das DCC, entretanto, apresenta as se-guintes limitações: o tamanho do coração varia com a idade gestacional; a posição fetal pode variar durante o exame, dificul-tando a visualização das estruturas; a mo-vimentação fetal pode impedir a aquisição de todas as imagens necessárias; oligoâm-nio pode dificultar a obtenção das imagens; a interpretação das imagens deve ser feita
em tempo real, durante o exame ou após re-vendo o videoteipe; e a aquisição das ima-gens pode consumir longo tempo(3).
Nos últimos anos, grandes esforços têm sido realizados na tentativa de se aumen-tar a detecção intra-útero das DCC, tendo inclusive o American Institute of Ultra-sound in Medicine (AIUM) instituído a inclusão do corte da via de saída dos gran-des vasos da base ao corte de quatro câma-ras cardíacas para essa finalidade(4).
Recentemente, com a introdução da ul-tra-sonografia de terceira (3D) e quarta di-mensão (4D) na prática obstétrica, tem-se tentado a aquisição do volume cardíaco como uma forma de se aumentar a detecção de DCC. As vantagens desse método são: menor dependência do ângulo de aquisi-ção, da posição fetal e da experiência do
INTRODUÇÃO
prevalên-operador, e ainda, a possibilidade de arma-zenamento para posterior avaliação por um especialista em ecocardiografia fetal(5,6).
Suas principais desvantagens são os arte-fatos decorrentes da movimentação fetal e movimentos respiratórios maternos.
O spatio-temporal image correlation
(STIC) é um avanço tecnológico do ultra-som 4D que permite a aquisição do volume do coração fetal e suas conexões, possibi-litando a reconstrução da anatomia cardía-ca nos modos multiplanar e de superfície, além de permitir avaliação em movimento através do cineloop(7–9). Atualmente, com o avanço tecnológico, há a possibilidade de incorporação dos modos Doppler colorido e de amplitude à escala de cinzas, possibi-litando novos diagnósticos(10,11). O STIC
permite, ainda, a transmissão das informa-ções presentes no volume cardíaco através da Internet (tele-STIC), possibilitando a análise dos dados por especialistas(12).
O objetivo deste artigo é descrever a técnica do STIC, limitações, vantagens e potenciais aplicações, além de revisar o que há de mais atual na literatura sobre essa nova tecnologia.
DESCRIÇÃO DA TÉCNICA
O STIC é um software integrado ao apa-relho Voluson 730 Expert (General Electric Medical Systems, Kretztechnik, Zipf, Áus-tria), sendo as varreduras realizadas em tempo-real com transdutor convexo de var-redura automática (RAB 4–8 MHz).
As varreduras são realizadas no corte transversal ao longo do tórax e abdome, até a visualização do corte das quatro câmaras cardíacas. Sempre que possível, deve-se tentar a aquisição com o ápice cardíaco orientado anteriormente e com ângulo de 10° a 45° entre o septo interventricular e o feixe de ultra-som. A aquisição volumétrica dura entre 7,5 e 12,5 segundos. Sempre que possível, a aquisição deve ser realizada na ausência de movimentos fetais, e a paciente deve momentaneamente suspender a respi-ração. Após a aquisição volumétrica, pode-se realizar os ajustes necessários como brilho/contraste para otimizar a resolução de contraste do tecido.
O volume obtido da varredura é proces-sado de duas formas: modo multiplanar e modo de superfície. Em ambos os modos
a imagem pode ser avaliada de forma está-tica ou em movimento através do cineloop. No modo multiplanar, a imagem do cora-ção é mostrada em três planos ortogonais (axial, sagital e coronal). O plano A (supe-rior esquerdo) contém o corte de quatro câmaras (axial), enquanto o plano B (su-perior direito) e o plano C (inferior esquer-do) contêm os cortes do coração nos pla-nos sagital e coronal, respectivamente (Fi-gura 1). Imagens das vias de saída, do arco aórtico e do arco ductal podem ser obtidas pela rotação do coração ao longo dos três
eixos ortogonais (x, y e z) e pela movimen-tação do ponto de referência. O modo de superfície representa o volume cardíaco renderizado, apresentando uma seqüência de cineloop, que, por sua vez, permite a avaliação da movimentação cardíaca atra-vés de um ciclo cardíaco completo (Figura 2). O cineloop pode ser iniciado com uma velocidade mais lenta, e a qualquer mo-mento pode ser interrompido para uma análise mais detalhada de alguma estrutura cardíaca, por exemplo, a avaliação das val-vas (Figura 3).
Figura 1. STIC modo multiplanar. (A) Plano sagital da via de saída da artéria pulmonar (plano de aqui-sição), (B) plano sagital e (C) plano coronal. Observa-se, no canto inferior esquerdo da imagem (seta branca), o cineloop, que permite a avaliação em tempo real de um ciclo cardíaco completo.
Figura 2. STIC modo de superfície demonstrando a via de saída da artéria pulmonar (A) e a via de saída da artéria aorta (B). Observa-se, no canto inferior esquerdo de ambas as imagens (setas brancas), o
cineloop.
A B
C
Pode-se associar os modos Doppler co-lorido e de amplitude à escala de cinzas, en-tretanto, deve-se atentar por manter o frame rate do ultra-som bidimensional acima de 17 Hz para permitir a aquisição de um maior número de imagens e, conseqüente-mente, melhorar a qualidade da imagem (Figuras 4 e 5).
Após a aquisição volumétrica, os dados obtidos são armazenados em discos rígidos do computador para posterior avaliação. A análise pode ser realizada no próprio apa-relho ou transferida para discos compactos (CD) e avaliadas por um software especí-fico chamado 4D Views (versão 2.1, Lumi-nary, General Electric Medical Systems; Krestztechnic, Zipf, Áustria).
LIMITAÇÕES
Potenciais limitações dessa técnica, como idade gestacional precoce (inferior a 13 semanas), posição fetal (sombras acús-ticas das costelas), obesidade materna e ci-rurgias abdominais prévias, podem interfe-rir na qualidade das imagens, mas esses fa-tores são inerentes à ultra-sonografia con-vencional e não podem ser considerados específicos do método STIC. Movimenta-ção fetal, mudanças súbitas na freqüência cardíaca fetal durante a aquisição volumé-trica e movimentos respiratórios maternos são fatores adicionais que podem afetar a técnica, causando interferência na captação das informações necessárias à reconstrução das estruturas cardíacas nos planos B (sa-gital) e C (coronal); o plano A (axial) não é alterado por ser o plano original de aqui-sição. Quando se associa o Doppler colo-rido ou de amplitude à escala de cinzas, as principais limitações estão relacionadas ao ângulo de insonação, devendo-se evitar a incidência perpendicular.
VANTAGENS
As seguintes vantagens da técnica STIC são descritas:
1. A técnica permite resolução tempo-ral que corresponde a um frame-rate do modo bidimensional de aproximadamente 80 frames/s quando a imagem é vista no formato de cineloop.
2. Permite o exame com um número ili-mitado de planos de imagens (por meio de
Figura 3. A: Plano coronal ao nível das quatro câmaras cardíacas (plano de aquisição); B: STIC modo de superfície demonstrando as valvas cardíacas.
Figura 4. STIC modo multiplanar com Doppler colorido. (A) Plano axial ao nível da via de saída da artéria pulmonar (plano de aquisição), (B) plano sagital e (C) plano coronal.
Figura 5. STIC modo de superfície com Doppler colorido. Observa-se, no canto inferior esquerdo da imagem (seta branca), o cineloop.
A
C
B
rotação nos três eixos ortogonais, ou por ro-tação do ponto de referência no modo multiplanar).
3. Permite visualização de estrutura car-díaca específica no modo de superfície com
cineloop e na função zoom, possibilitando avaliação da morfologia e função do cora-ção.
4. Possibilita menor tempo de avaliação, principalmente quando se suspeita de de-feitos cardíacos complexos.
5. Permite o armazenamento das infor-mações para posterior análise por um espe-cialista em ecocardiografia fetal; dessa for-ma, ultra-sonografistas gerais podem fazer a captura dos volumes e enviá-los a centros terciários para análise por especialistas por meio da telemedicina via um provedor de Internet (tele-STIC).
6. Permite maior detecção de doenças cardíacas congênitas, uma vez que não há necessidade de treinamento específico em ecocardiografia fetal, tornando-se um mé-todo acessível ao ultra-sonografista geral. 7. No modo de superfície, permite fácil entendimento da anatomia cardíaca pelos pais, principalmente nos casos suspeitos de cardiopatias congênitas.
APLICAÇÕES
A técnica STIC permite a avaliação es-pacial das relações entre o coração e os grandes vasos da base. Através do modo multiplanar pode-se avaliar em detalhes o septo interventricular, as valvas átrio-ven-triculares, a via de saída dos grandes vasos, aorta e arco ductal. O modo de superfície, na seqüência cineloop, avalia os movimen-tos cardíacos, sendo de grande importân-cia na pesquisa de alterações na morfolo-gia e função. A combinação do modo Dop-pler à escala de cinzas permite a avaliação do fluxo sanguíneo nos vasos da base e nas câmaras cardíacas, permitindo mais fácil visualização das vias de saída dos grandes vasos e a localização e extensão de defei-tos no septo interventricular.
REVISÃO DA LITERATURA
Gonçalves et al.(8) realizaram o primeiro
estudo descrevendo as aplicações do STIC na avaliação cardíaca fetal. Foram avalia-dos 69 fetos, sendo 35 normais, 16 com
anomalias congênitas sem comprometi-mento do sistema cardiovascular, e 18 com anomalias congênitas. As varreduras foram feitas nos planos transversal e sagital do tó-rax. As análises foram realizadas nos mo-dos multiplanar e de superfície. Concluí-ram que essa técnica pode complementar outra modalidade de diagnóstico por ima-gem para o diagnóstico pré-natal de DCC. Suas potencias vantagens são a possibili-dade de análise na ausência da paciente e nova modalidade para ensino médico.
O mesmo grupo acima citado descreveu as aplicações do STIC associando o Doppler colorido à escala de cinzas. Foram avaliados sete fetos, sendo quatro sem anormalidades, um com malformação ex-tracardíaca e dois com anomalias cardíacas detectadas pela ecocardiografia. Observa-ram que o modo multiplanar associado ao Doppler permitiu adequada avaliação da localização e extensão de defeitos septais. O modo de superfície associado ao Doppler permitiu adequada avaliação das vias de saída dos grandes vasos (tanto em feto com anatomia cardíaca normal quanto em feto com dupla via de saída do ventrículo direi-to), jato de regurgitação em caso de insu-ficiência tricúspide e visualização do fluxo venoso ao nível do forame oval(11).
Em estudo semelhante ao de Gonçalves
et al., Chaoui et al.(10) avaliaram 35 fetos
normais e 27 fetos com DCC entre 18 e 35 semanas, sendo as varreduras realizadas ao nível do corte das quatro câmaras cardía-cas. Concluíram que o STIC em associação com o Doppler colorido é técnica promis-sora para a avaliação cardíaca nos modos multiplanar e de superfície. As limitações da técnica ocorrem em gestações tardias, devido às maiores dimensões do coração, e em gestações precoces como resultado da baixa discriminação de sinais. Além do mais, a insonação perpendicular da estru-tura de interesse deve ser evitada por não fornecer sinal Doppler.
Viñals et al.(12) avaliaram a aquisição do
volume cardíaco fetal pelo STIC por gine-cologistas gerais, e via Internet a análise desses volumes era realizada por um espe-cialista em ecocardiografia fetal, para con-firmar ou excluir anomalia cardíaca. Foram avaliadas, prospectivamente, 50 gestantes entre 20 e 36 semanas, sendo as aquisições volumétricas realizadas por dois
ginecolo-gistas gerais moradores em áreas remotas do Chile. Para cada paciente, as estruturas cardíacas foram classificadas como: não identificada; identificada, mas inadequada para o diagnóstico; e adequada para o diag-nóstico. Dos 50 fetos, três tinham DCC confirmada no pós-natal, dois tinham ano-malias extracardíacas e um tinha suspeita de DCC não confirmada pelo especialista usando o tele-STIC. Os fetos com DCC fo-ram encaminhados para centro terciário, beneficiando-se da assistência neonatal especializada. Concluem dizendo que no Chile, assim como em outros países, onde há poucos especialistas em ecocardiogra-fia fetal, e pequeno acesso à assistência neonatal de qualidade, a técnica STIC pode aumentar a detecção pré-natal de DCC e, conseqüentemente, oferecer adequado su-porte a esses recém-nascidos.
CONCLUSÕES
A técnica STIC é um grande avanço na avaliação cardíaca fetal pelo ultra-som 3D/ 4D, possibilitando o diagnóstico de um grande número de patologias cardíacas não-septais, pois permite a aquisição de qualquer plano de visão. Tem ainda as van-tagens de ser aquisição rápida, não neces-sitar de treinamento específico e permitir a análise na ausência da paciente por um es-pecialista em ecocardiografia fetal. Em nosso meio, onde há poucos centros de re-ferência em cardiologia infantil, e ao mes-mo tempo baixo acesso à assistência neo-natal de qualidade, a maior difusão do método pode permitir um aumento nas ta-xas de detecção de doenças cardíacas con-gênitas. Com isso, as gestantes portadoras de fetos com cardiopatias seriam transfe-ridas para centros de referência com todo suporte neonatal adequado, o que contri-buiria de forma decisiva para a diminuição da mortalidade infantil por cardiopatias congênitas.
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